油田固井砂浆消泡剂的应用-你了解多少 关于油田固井砂浆消泡剂的重...
刘汉杰
[摘 要]渤海SZ36-1油田经过长时间的开发，油藏地层压力系数呈降低趋势，加之油气储层的高孔高渗特性，导致该油田的钻井面临着容易发生漏失，存在返高不够的风险，而井下漏失问题一直是钻井和固井过程中面临的最大难题。因此，为彻底解决低压易漏井固井的难题，经多次室内研究和试验，确定采用低密度高强度水泥浆体系固井。经现场应用表明，该水泥浆密度很低，固化后水泥石强度高，防窜性能好，满足封固油气层的要求，同时也降低了施工作业时环空中的静液柱压力，从而有效降低压漏地层的风险。通过使用低密度高强度水泥浆体系在SZ36-1油田固井，效果良好，固井合格率达到100%。
[关键词]渤海SZ36-1油田；井漏；低密高强水泥浆；固井质量
中图分类号：TE256.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0026-01
1.油田概况
渤海SZ36-1油田地理位置位于渤海辽东湾海域，构造位置位于辽东湾下辽河坳陷、辽西低凸起中段，构造形态为北东走向的断裂背斜，西侧以辽西1号断层为界与辽西凹陷相邻，东侧以斜坡形式逐渐向辽中凹陷过渡，含油气面积42.5km3，油气地质储量约2.98x108m3。SZ36-1油田钻遇地层自上而下为：平原组（Qp）、明化镇组（Nm）、馆陶组（Ng）、东营组（Ed），主力含油层段为东营组下段，储层为湖相三角洲沉积，埋深1175m-1605m，分为零、Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ油组四个油组，Ⅰ、Ⅱ油组是油田的主力油组，在全区分布比较稳定，横向对比性较好；零油组和Ⅲ油组油气层仅分布在油田构造较高的部位，零油组为含气砂层，Ⅲ油组由分布范围不大的砂体组成，油藏类型为受岩性影响的在纵向上、横向上存在多个油气水系统的构造层状油气藏。
根据DST、RFT等测试资料分析，SZ36-1油田地温梯度约为3.22℃/100m，属于正常温度系统；原始地层压力系数接近1.0，属于正常压力系统。但是由于油田已投产多年，随着开采的进行，地层压力不断下降。根据附近生产井的最新压力测试资料，调整井所在井区地层压力均已下降2.3MPa左右，加之储层孔隙度高，油田在固井过程中易发生漏失，为了更好的保护油层和防止井漏，需严格控制泥浆比重。所有井段钻井液密度控制的原则为，在满足井下安全的前提下，优选最低密度的钻井液进行钻进，最大可能的保护油层。
2.低密度高强水泥浆体系研究
2.1 低密度高强水泥浆体系设计原则
①基于紧密堆积理论和颗粒级配原理，根据漂珠和水泥的不同粒径，使用增强剂充填颗粒之间，提高水泥的密实性。②添加水硬性材料，使水泥中活性材料充分发生水化反应。③添加特殊潜在活性材料，该材料可与水泥中碱性物质发生反应，提高水泥石的综合性能。
2.2 水泥浆体系的组成
漂珠低密高强水泥浆是在漂珠低密度水泥浆中，加入油井水泥增强剂配制而成的。增强剂由具有较低密度、合理颗粒分布、富含硅质的胶凝材料组成，可以有效形成物料颗粒之间的颗粒级配和紧密堆积，其中的水化活性材料，还可以发生自身的凝硬性反应，并与水泥中的碱性物质发生胶凝反应。低密度高强度水泥浆分为由油井水泥、漂珠、增强剂、分散剂、降失水剂、缓凝剂等组成。
（1）增强剂
由水泥、漂珠和增强剂组成的低密度高强度水泥浆，其组成物质与常规水泥浆体系不同，因此，常用的早强剂不能有效提高该水泥浆体系中主要组成物质的水化速度，促进体系形成胶凝结构。通过大量分析与实验，优选出了一种增强剂PC-BT1。该增强剂不但适用于低密度高强度水泥浆体系，而且能有效地提高该体系的强度。
（2）降失水剂
针对低密度高强度水泥浆具有合理的颗粒级配分布且体系本身具有一定的降失水性能的特点，采用了降失水剂PC—G80L，降失水剂PC-G80L加入水泥浆后，高分子量化合物迅速吸附在水泥颗粒上，改变水泥颗粒的表面物理化学性能，保持水泥颗粒的均匀分散，同时辅助材料中的有些基团与高分子材料中某些基团发生配位，形成一种以水泥颗粒为节点的网状聚集体，在颗粒表面迅速覆盖孔道，形成致密的滤饼，降低低密高强度水泥浆的失水量（一般可降至50mL以下）。
（3）缓凝剂
通过大量实验优选出酮醛缩合物类缓凝剂PC-H21L，常用于中低温段，性能较稳定，是目前最常用的中低温缓凝剂，适用范围不高于ll0℃。研究结果表明，在相同的温度环境下，随缓凝剂加量的增加，水泥浆的稠化时间延长，稠化时间在可调，而且稠化曲线完美，有利于体系的防窜。
（4）分散剂
经过大量室内实验，选用醛酮缩合物PC-F40L作为体系的减阻剂，该分散剂对低密度高强度水泥浆具有良好的分散效果，适用温度为27～9O℃，加量一般为0.2%～2.0%（BWOC）。
2.3 水泥浆体系特点
低密度高强度水泥浆性能稳定，上下密度差小于0.05g/cm3，水泥浆密度可降低至1.3g/cm3，而水泥石抗压强度则大于14MPa，并且水泥浆密度越高，水泥石强度越大。该体系的游离液低，水泥石体积不收缩，水泥石结构致密，渗透率低；水化产物中Ca（OH）2少，利于耐腐蚀。该体系与目前使用的油井水泥降失水剂配伍性良好，具有较低的失水量和一定的防窜能力。
3.低密高强水泥浆体系在SZ36—1油田的应用
3.1 基本井况
井眼尺寸：12—1/4”，井深：2200m；套管尺寸：9—5/8”，下深：2195m；固井方式：单级；水泥浆设计返高：领浆设计深度，尾浆返到油层顶部200m～300m。
3.2 技术措施
循环温度：根据温度梯度3.O0℃/lOOm进行计算，算出循环温度和静止温度，本区块循环温度为42～46℃之间；水泥浆密度为1.50g/cm3，采用双凝水泥浆体系或者单凝水泥浆体系，尾桨封固油层以上200m～300m；
水泥浆附加量根据电测容积再附加10～20%，如果没有电测体积，就参照前边的水泥浆返高进行附加，本区块标准环空附加量在5O～60%之间；扶正器采用单弓和双弓交替加放，油层段采用3根套管加2个扶正器，其它井段适当加；顶替水泥浆时（用海水），采用1O0—120spm，等追上水泥浆后，采用105spm顶替，此时控制压力在10MPa之内进行顶替作业；慢替8～lOm3，根据油层段的长短采用不同的慢替量。
3.3 水泥浆固井质量控制措施
①扶正器的合理加放，保证了套管的居中，为顶替效率提供基础；②固井前充分的循环和泥浆性能的调整保证了顶替效率；③合理的前置液组合，解决了低密度冲洗液造成的环空压降，实现了在注替过程中任意一点的液柱压力当量密度不低于泥浆密度，保证对地层流体的压制；④在隔离液中加入了2%的冲洗液，达到了预冲洗的目的；⑤高效的冲洗液对井壁的清洗为水泥浆与地层的胶结提供了良好的基础；⑥高速紊流和低返速组合的替泥浆方案，保证压稳油层的基础上顶替效率和接触时间的要求。
4.结束语
为解决渤海SZ36-1油田低压易漏井固井的难题，采用低密度高强度水泥浆体系固井。通过几年来使用，低密高强水泥浆体系在漏失井防漏固井方面具有明显的优势，有效地解决了低压易漏层油气井固井过程中的难点，保证了固井施工質量，固井合格率为10O%。同时低密度高强度水泥浆密度低，降低了液柱压力与地层孔隙压力之间的正压差，减小了水泥浆的失水阻碍固相颗粒进入储层，有利于保护油气层，为SZ36—1油田探区勘探开发提供了优质服务。
参考文献
[1] 高永会.低密度高强度水泥浆在渤海油田勘探开发中的应用[J].石油钻井技术，2014，12（3）：26-30.endprint
